Relay Keadaan Pepejal: Jenis, Aplikasi Praktikal, Diagram Pendawaian

Permulaan dan penghubung klasik secara beransur-ansur menjadi perkara masa lalu. Tempat mereka dalam elektronik automotif, peralatan rumah tangga dan automasi industri diduduki oleh relay keadaan pepejal - peranti semikonduktor di mana tidak ada bahagian yang bergerak.

Peranti mempunyai pelbagai reka bentuk dan diagram pendawaian, di mana bidang aplikasinya bergantung. Sebelum menggunakan peranti, anda perlu memahami prinsip pengoperasiannya, mengetahui tentang ciri operasi dan sambungan pelbagai jenis relai. Jawapan untuk soalan-soalan ini diperincikan dalam artikel.

Peranti Relay Keadaan Pepejal

Relay keadaan pepejal moden (TTR) adalah peranti semikonduktor modular yang merupakan suis elektrik kuasa.

Node kerja utama peranti ini diwakili oleh triac, thyristor atau transistor. TTR tidak mempunyai bahagian bergerak, yang berbeza dari relay elektromekanik.

Ukuran relay keadaan pepejal sangat bergantung pada beban maksimum yang dibenarkan dan kemampuan untuk mengeluarkan haba melalui pemindahan haba dan perolakan (+)

Struktur dalaman peranti ini boleh sangat berbeza bergantung pada jenis beban yang boleh disesuaikan dan litar elektrik.

Relay keadaan pepejal yang paling sederhana merangkumi nod berikut:

• nod input dengan sekering;
• rantaian pencetus;
• pengasingan optik (galvanik);
• menukar nod;
• litar pelindung;
• output nod ke beban.

Nod input TTR adalah litar utama dengan perintang bersambung siri. Fius dalam litar ini adalah pilihan. Tugas simpul input adalah menerima isyarat kawalan dan mengirimkan perintah ke suis pemuatan beban.

Dengan arus ulang-alik, pengasingan galvanik digunakan untuk memisahkan kawalan dan litar utama. Prinsip operasi relay sangat bergantung pada perantinya.Litar pencetus yang bertanggungjawab untuk memproses isyarat input boleh dimasukkan ke dalam unit pengasingan optik atau terletak secara berasingan.

Unit pelindung mencegah beban dan kesalahan yang berlebihan, kerana sekiranya berlaku kerosakan peranti, peralatan yang tersambung juga dapat gagal.

Tujuan utama relay keadaan pepejal adalah untuk menutup / membuka rangkaian elektrik menggunakan isyarat kawalan yang lemah. Tidak seperti analog elektromekanik, mereka mempunyai bentuk yang lebih padat dan tidak menghasilkan klik ciri semasa operasi.

Prinsip operasi TTR

Operasi relay keadaan pepejal agak mudah. Sebilangan besar TTR direka untuk mengawal automasi dalam rangkaian 20-480 V.

Pengasingan optik membolehkan anda membuat isyarat kawalan kuasa minimum, yang sangat penting untuk sensor yang beroperasi dari sumber kuasa autonomi (+)

Dalam versi klasik, dua kenalan litar beralih dan dua wayar kawalan disertakan dalam casing peranti. Jumlah mereka boleh berubah dengan peningkatan jumlah fasa yang dihubungkan. Bergantung pada kehadiran voltan dalam litar kawalan, beban utama dihidupkan atau dimatikan oleh elemen semikonduktor.

Ciri relay keadaan pepejal adalah adanya rintangan tak terhingga. Sekiranya kenalan dalam peranti elektromekanik terputus sepenuhnya, maka dalam keadaan pepejal, ketiadaan arus dalam litar dipastikan oleh sifat bahan semikonduktor.

Oleh itu, pada voltan tinggi, arus kebocoran kecil mungkin berlaku yang boleh menjejaskan operasi peralatan yang disambungkan.

Pengelasan Relay Keadaan Pepejal

Ruang lingkup relay adalah pelbagai, oleh itu, ciri reka bentuknya dapat sangat berbeza, bergantung pada keperluan litar automatik tertentu. TTR dikelaskan berdasarkan bilangan fasa yang dihubungkan, jenis arus operasi, ciri reka bentuk dan jenis litar kawalan.

Dengan bilangan fasa yang dihubungkan

Relay keadaan pepejal digunakan sebagai sebahagian daripada perkakas rumah dan dalam automasi industri dengan voltan operasi 380 V.

Oleh itu, peranti semikonduktor ini, bergantung pada bilangan fasa, dibahagikan kepada:

• fasa tunggal;
• tiga fasa.

TTR Fasa Tunggal membenarkan bekerja dengan arus 10-100 atau 100-500 A. Kawalan mereka dilakukan menggunakan isyarat analog.

Sebaiknya sambungkan wayar pelbagai warna ke geganti tiga fasa, sehingga semasa memasang peralatan, anda dapat menghubungkannya dengan betul

Relay Keadaan Pepejal Tiga Fasa mampu mengalirkan arus dalam julat 10-120 A. Peranti mereka melibatkan prinsip operasi yang dapat dipulihkan, yang memastikan kebolehpercayaan peraturan beberapa litar elektrik secara serentak.

Selalunya SSR tiga fasa digunakan untuk menyediakan motor aruhan. Dalam litar kawalannya, sekering cepat semestinya disertakan kerana arus masuk yang tinggi.

Mengikut jenis arus operasi

Relay keadaan pepejal tidak dapat dikonfigurasi atau diprogram ulang, jadi mereka hanya dapat berfungsi dengan baik dengan rangkaian parameter elektrik tertentu.

Bergantung pada keperluan, TTR dapat dikendalikan oleh litar elektrik dengan dua jenis arus:

• kekal;
• pemboleh ubah.

Begitu juga, untuk mengelaskan TTR mengikut jenis voltan beban aktif. Sebilangan besar geganti dalam peralatan rumah tangga beroperasi dengan parameter yang berubah-ubah.

Arus terus tidak digunakan sebagai sumber elektrik utama di mana-mana negara di dunia, jadi relai jenis ini mempunyai ruang lingkup yang sempit

Peranti dengan arus kawalan berterusan dicirikan oleh kebolehpercayaan yang tinggi dan menggunakan voltan 3-32 V untuk peraturan. Mereka menahan julat suhu yang luas (-30 .. + 70 ° C) tanpa perubahan ciri yang ketara.

Relay yang dikawal oleh arus ulang-alik mempunyai voltan kawalan 3-32 V atau 70-280 V.Mereka dibezakan oleh gangguan elektromagnetik rendah dan kelajuan tindak balas yang tinggi.

Dengan ciri reka bentuk

Relay keadaan pepejal sering dipasang di panel elektrik umum di apartmen, jadi banyak model mempunyai blok pemasangan untuk dipasang pada rel DIN.

Di samping itu, terdapat radiator khas yang terletak di antara TTR dan permukaan sokongan. Mereka membolehkan anda menyejukkan peranti dengan beban tinggi, sambil mengekalkan kinerjanya.

Relay dipasang pada rel DIN terutamanya melalui braket khas, yang mempunyai fungsi tambahan - ia menghilangkan lebihan haba semasa operasi

Di antara relay dan radiator, disarankan untuk menerapkan lapisan pasta termal, yang meningkatkan kawasan kontak dan meningkatkan pemindahan haba. Terdapat juga TTR yang direka untuk mengikat ke dinding dengan skru biasa.

Mengikut jenis skema kawalan

Tidak semestinya prinsip pengoperasian teknologi relay boleh laras memerlukan pengoperasian seketika.

Oleh itu, pengeluar telah mengembangkan beberapa skema kawalan TTR yang digunakan dalam pelbagai bidang:

1. Kawal "hingga sifar". Pilihan untuk mengawal relay keadaan pepejal ini hanya berfungsi apabila nilai voltan adalah 0. Ia digunakan pada peranti dengan muatan kapasitif, perintang (pemanas) dan induktif (transformer) yang lemah.
2. Sekejap. Ia digunakan apabila operasi relay tajam diperlukan ketika isyarat kawalan diterapkan.
3. Fasa. Ia menganggap pengaturan voltan output dengan mengubah parameter arus kawalan. Ia digunakan untuk mengubah tahap pemanasan atau pencahayaan dengan lancar.

Relay keadaan pepejal berbeza dalam banyak parameter lain, yang kurang penting. Oleh itu, semasa membeli TTR, penting untuk memahami skema operasi peralatan yang disambungkan untuk membeli peranti penyesuaian yang paling sesuai.

Catu daya mesti disediakan, kerana relay mempunyai sumber operasi yang cepat habis dengan beban berlebihan yang kerap.

Kelebihan dan kekurangan TTR

Relay keadaan pepejal tidak sia-sia mengumpulkan pemula dan penghubung konvensional dari pasaran. Peranti semikonduktor ini mempunyai banyak kelebihan berbanding rakan elektromekanik, yang menjadikan pengguna memilihnya.

Relay untuk litar mikro mempunyai dimensi yang padat dan sangat terhad oleh arus penghantaran maksimum. Mereka diperbaiki terutamanya dengan memateri kaki khas

Kelebihan ini merangkumi:

1. Penggunaan kuasa rendah (kurang 90%).
2. Dimensi padat untuk memasang peranti di ruang terhad.
3. Kelajuan permulaan dan penutupan yang tinggi
4. Bunyi operasi dikurangkan; tidak ada ciri klik relay elektromekanik.
5. Tidak ada penyelenggaraan yang diharapkan.
6. Hayat perkhidmatan yang panjang berkat sumber operasi ratusan juta.
7. Oleh kerana banyak kemungkinan untuk mengubah komponen elektronik, TTR memiliki bidang aplikasi yang luas.
8. Kekurangan gangguan elektromagnetik semasa operasi.
9. Kerosakan kenalan kerana kejutan mekanikalnya tidak termasuk.
10. Kekurangan hubungan fizikal langsung antara litar kawalan dan pensuisan.
11. Keupayaan mengatur beban.
12. Kehadiran dalam TTR berdenyut litar automatik yang melindungi daripada beban berlebihan.
13. Kemungkinan penggunaan di atmosfera letupan.

Kelebihan relay keadaan pepejal yang ditunjukkan tidak selalu mencukupi untuk operasi normal peralatan. Itulah sebabnya mereka belum sepenuhnya mengganti kontaktor elektromekanik.

Untuk operasi relay keadaan pepejal yang kuat, pelesapan haba yang berkesan adalah penting, kerana pada suhu tinggi voltan beban terdistorsi tajam (+)

TTR juga mempunyai kelemahan yang tidak membenarkannya digunakan dalam banyak kes.

Kekurangannya merangkumi:

1. Ketidakupayaan kebanyakan peranti dengan voltan melebihi 0.5 kV.
2. Kos tinggi.
3. Sensitiviti terhadap arus tinggi, terutamanya dalam litar permulaan motor elektrik.
4. Sekatan penggunaan dalam keadaan kelembapan tinggi.
5. Penurunan prestasi yang kritikal pada suhu di bawah 30 ° C fros dan di atas suhu 70 ° C.
6. Sarung yang padat menyebabkan pemanasan berlebihan pada peranti dengan beban yang tinggi, yang memerlukan penggunaan peranti penyejuk pasif atau aktif khas.
7. Keupayaan untuk mencairkan peranti dari pemanasan semasa litar pintas.
8. Mikro dalam keadaan tutup geganti boleh menjadi penting untuk operasi peralatan. Contohnya, lampu pendarfluor yang disambungkan ke rangkaian boleh berkelip secara berkala.

Oleh itu, relay keadaan pepejal mempunyai aplikasi khusus. Dalam rangkaian peralatan industri voltan tinggi, penggunaannya sangat terhad kerana sifat fizikal bahan semikonduktor yang tidak sempurna.

Namun, dalam perkakas rumah dan industri automotif, TTR menempati kedudukan yang kuat kerana sifat positifnya.

Gambarajah pendawaian yang mungkin

Skema sambungan relay keadaan pepejal boleh menjadi sangat pelbagai. Setiap litar elektrik dibina berdasarkan ciri beban yang disambungkan. Sekering, pengawal, dan alat kawalan tambahan boleh ditambahkan ke litar.

Oleh kerana rangkaian kawalan dan beban di dalam peranti tidak bertindih, ciri elektriknya boleh berbeza mengikut parameter apa pun (+)

Seterusnya, skema sambungan TTR yang paling mudah dan biasa akan dibentangkan:

• biasanya terbuka;
• dengan litar bersambung;
• biasanya ditutup;
• tiga fasa;
• boleh diterbalikkan.

Biasanya litar terbuka (terbuka) - geganti, yang bebannya dihidupkan dengan adanya isyarat kawalan. Iaitu, peralatan yang disambungkan dimatikan apabila input 3 dan 4 dinyahaktifkan.

Sebelum membeli geganti, perlu menentukan jenis keadaan awal yang diperlukan (ditutup atau terbuka) untuk memastikan operasi peralatan yang disambungkan dengan betul (+)

Litar Tertutup Biasanya - relay dimaksudkan, beban di mana tenaga dihidupkan tanpa adanya isyarat kawalan. Iaitu, peralatan yang disambungkan dalam keadaan berfungsi dengan input 3 dan 4 yang dinyahaktifkan.

Terdapat skema sambungan relay keadaan pepejal di mana voltan kawalan dan beban adalah sama. Kaedah ini boleh digunakan secara serentak untuk bekerja di rangkaian DC dan AC.

Relay tiga fasa dihubungkan oleh prinsip yang sedikit berbeza. Kenalan boleh dihubungkan dalam pilihan "Bintang", "Segitiga" atau "Bintang dengan neutral."

Pemilihan skema sambungan relai tiga fasa sangat bergantung pada ciri operasi peralatan yang disambungkan kepadanya sebagai beban

Relay Terbalik Keadaan Pepejal digunakan pada motor elektrik dalam mod yang sesuai. Mereka dihasilkan dalam versi tiga fasa dan merangkumi dua gelung kawalan.

Sekiranya penting bagi geganti untuk memerhatikan kekutuban sambungan kenalan, maka penandaan akan selalu menunjukkan di mana menghubungkan fasa dan sifar

Hanya perlu memasang litar elektrik dengan TTR setelah pra-dilukis di atas kertas, kerana peranti yang disambungkan dengan tidak betul boleh gagal kerana litar pintas.

Penggunaan peranti secara praktikal

Skop penggunaan relay keadaan pepejal cukup luas. Oleh kerana kebolehpercayaan yang tinggi dan kekurangan keperluan untuk penyelenggaraan berkala, mereka sering dipasang di kawasan peralatan yang sukar dijangkau.

Dalam banyak geganti, menyambungkan wayar gelung kawalan memerlukan kekutuban, yang mesti diambil kira semasa pemasangan peralatan

Bidang utama penggunaan TTR adalah:

• Sistem termoregulasi dengan penggunaan elemen pemanasan;
• mengekalkan suhu yang stabil dalam proses teknologi;
• kawalan operasi pengubah;
• penyesuaian lampu;
• litar sensor gerakan, pencahayaan, sensor cahaya untuk lampu jalan dan seumpamanya;
• kawalan motor elektrik;
• bekalan elektrik yang tidak terganggu.

Dengan peningkatan automasi perkakas rumah, relay keadaan pepejal menjadi semakin meluas, dan teknologi semikonduktor yang berkembang terus membuka bidang baru aplikasi mereka.

Sekiranya dikehendaki, anda boleh memasang geganti keadaan pepejal sendiri. Arahan terperinci disediakan di artikel ini.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Video yang dibentangkan akan membantu lebih memahami operasi relay keadaan pepejal dan berkenalan dengan kaedah penyambungannya.

Demonstrasi praktikal operasi relay keadaan pepejal sederhana:

Analisis varieti dan ciri-ciri operasi relay keadaan pepejal:

Menguji operasi dan tahap pemanasan TTR:

Hampir semua orang dapat memasang litar elektrik dari relay keadaan pepejal dan sensor.

Walau bagaimanapun, merancang litar kerja memerlukan pengetahuan asas dalam kejuruteraan elektrik, kerana sambungan yang tidak betul boleh menyebabkan kejutan elektrik atau litar pintas. Tetapi hasil tindakan yang betul, anda dapat memperoleh banyak alat berguna dalam kehidupan seharian.

Adakah terdapat apa-apa untuk menambah, atau mempunyai soalan mengenai penyambungan dan penggunaan relay keadaan pepejal? Anda boleh memberikan komen mengenai penerbitan, mengambil bahagian dalam perbincangan dan berkongsi pengalaman anda sendiri menggunakan peranti tersebut. Borang hubungan terdapat di blok bawah.